Огромный круизный лайнер, по массе сопоставимый с сотнями тысяч автомобилей, держится на плаву по тем же законам, что и пластиковая игрушка в ванной. Вода давит снизу вверх выталкивающей силой, равной весу вытесненной воды, а конструкторы придают корпусу такую форму, чтобы эта сила вела себя предсказуемо при волнении и сильном ветре.
Ключевой момент — взаимное положение центра тяжести и центра плавучести. Тяжелые механизмы, топливо и балластные цистерны уводят массу вниз, опуская центр тяжести как можно ниже. Широкий корпус заставляет вытесняемую воду уходить в стороны, и когда судно кренится, центр плавучести смещается вбок. Возникает выпрямляющий момент, который разворачивает корпус обратно к вертикали — это продуманное использование крутящего момента и условий вращательного равновесия.
Кораблестроители описывают это через метацентрическую высоту — меру того, насколько судно сопротивляется раскачке, — и гидростатические кривые остойчивости, которые показывают, как угол крена связан с возвращающей силой. Несколько водонепроницаемых отсеков ограничивают затопление, чтобы корпус даже после повреждений мог вытеснять достаточно воды и сохранять плавучесть. Плавучий город существует только потому, что каждый его этаж, бассейн и каюта покоятся на тихих, но масштабируемых законах статического равновесия жидкости.
